機智如高粱，「實力」躲麻雀
高粱穗子
甜高粱，也叫蘆稷、甜稈或糖高粱。它的主要的特徵，就是「甜」。它的莖稈中液汁高含糖量與甘蔗相當，比甜菜還要高。甜高粱還是世界上生物量最高的作物之一，具有很強的再生能力和強大的雜種優勢。它的抗逆性強：抗病、抗旱、耐高溫、耐澇和耐鹽鹼等，被譽為「作物中的駱駝」。
可以說，甜高粱全身都是寶，它的籽粒可釀酒、食用、飼用；莖稈可用做飼料、製糖、提煉酒精等；桿渣還可製紙和人造纖維等。
高粱制種基地
甜高粱中含有「澀澀的」單寧
而與玉米、小麥和水稻等主要穀類作物最為不同的地方，就是甜高粱的種皮中含有濃縮的單寧。對於單寧這個物質，相信大家一定不會陌生。紅酒中通常帶著澀澀的感覺，就是因為有單寧的存在。
單寧又稱縮合單寧或原花青素，是植物界中很常見的一類多酚類化合物。除了葡萄酒，單寧也是茶葉、果汁中風味和收斂性的決定因素。水果、蔬菜和某些飲料中的單寧會增加苦味和收斂性，這是因為是高含量的單寧可以與唾液中的某些蛋白結合併沉澱，引起皮膚的收斂感和乾燥感，產生澀味。食品中適量的單寧是有益的。
另外，通過大數據分析歐美牛場發現，飼青貯甜高粱的奶牛比飼餵青貯玉米的奶牛每天能多產1.4公斤牛奶。另有實驗數據表明，甜高粱飼料中的單寧可以讓牛少產生47%的甲烷，從而減少對大氣層的破壞。
單寧廣泛存在於整個植物界，具有多種生物和生化功能，如防止食草動物捕食以及細菌和真菌的致病性攻擊。
麻雀與甜高粱之間的「鬥智斗勇」
甜高粱的優良特性，已經引起了各國科學家的關注，大家相繼開展了甜高粱的研究與種質資源的開發。然而，在甜高粱制種的過程中，人們遇到了頗為頭痛的問題，就是從灌漿期到成熟期，大量麻雀遷飛到農田中啄食籽粒，使籽粒破損並發霉，同時傳播各種病蟲害，造成不同程度的減產。有數據顯示，鳥害能使高粱減產超過50%以上。能否解決這一問題直接關係到甜高粱的種子生產及大面積的推廣應用。
我們知道，植物與動物之間存在著「交流」現象。例如，植物能釋放出一些有香味的揮發物，作為引誘劑來吸引蜜蜂等協助傳粉，或者有毒的物質和其前體揮發物作為警戒劑，來抵禦天敵的捕食。
麻雀是農田裡最常見、數量最多的鳥類，它們非常聰明機警，有較強的識別和記憶力，警惕性非常高。在高粱灌漿期之前的農田中很少能看到麻雀，而到了灌漿期之後，大量麻雀遷飛至農田，它們是如何知道何時有美味呢？是否灌漿期的高粱籽粒也是通過特有的氣味來吸引麻雀呢？
另外，人們發現不是所有的甜高粱都會被麻雀青睞，有些高粱只有極少數籽粒被啄食，整個穗兒基本保持完好，難道這些甜高粱具有某些「毒性」物質，使麻雀望而卻步了嗎？
甜高粱通過調節自身單寧含量及降低「香味」的散發，從而躲避和防禦麻雀
日前，中國科學院遺傳與發育生物學研究所研究團隊與中國科學院動物研究所、清華大學等機構的科研人員合作，於國際學術期刊《細胞》子刊《分子植物》在線發表題為Control of Bird Feeding Behavior by Tannin1 through Modulating the Biosynthesis of Polyphenols and Fatty Acid-Derived Volatiles in Sorghum的研究論文，揭曉了麻雀對不同高粱品種「挑食」的現象，從而成功揭開鳥類挑食這一神秘冰山的一角。
穗子左邊紅色展示的是麻雀不吃的甜高粱品種，右邊綠色展示的是麻雀愛吃的甜高粱品種
左邊穗子：麻雀不吃的甜高粱株系，右邊穗子：麻雀愛吃的甜高粱株系
研究人員首先通過對兩個不同的自然群體同時進行多次重複鳥吃或不吃的表型調查，利用全基因組關聯分析檢測到一個單主效位點Tannin1基因，該基因控制單寧的合成，同時也發現了單寧含量與高粱抗鳥呈極顯著相關性。該研究揭示，高粱通過Tannin1差異調控單寧合成以及脂肪酸來源的揮發物合成高含量的單寧和低濃度的、有香味的揮發物，進而躲避和防禦麻雀。
此研究既為培育高粱抗鳥新品種提供了重要的基因資源，同時也為利用單寧設計開發新型綠色農藥來防治農業鳥害提供了全新的解決方案。
來源：中國科學院遺傳與發育生物學研究所
